Warstwy politypowe

Pojedyncza warstwa lezacych w jednej paszczyznie atomów lub czasteczek, z których zbudowany jest kryszta, nazywana jest MONOWARSTWA, MONOWARSTWA MOLEKULARNA lub po prostu WARSTWA. Np. weglik krzemu zbudowany jest z warstw zawierajacych pary Si - C, lezace w paszczyznie (0001), jak na rys. 1.6b. Monowarstwa diamentu skada sie z par atomów wegla; azotku galu - z par Ga - N, itd.

Figure 1.6: (a) Struktura najgestszego upakowania. Istnieja dwie mozliwosci uozenia nowej warstwy wzgledem warstwy poprzedniej. Trzy mozliwe pozycje politypowe oznacza sie A, B i C. (b) Wycinek (350 atomów) ze struktury krysztau SiC typu kubicznego (bez bedów uozenia). Monowarstwy (0001) Si - C w pozycjach A, B i C zostay wyróznione kolorami.

a)

b)

W krysztaach o symetrii heksagonalnej (np. SiC, GaN, diament) ukadane na sobie kolejno warstwy (0001) moga przyjmowac jedna z trzech pozycji wzgledem wybranego ukadu wspórzednych (rys. 1.6a). Pozycje te nazywane sa tradycyjnie A, B i C i okreslaja typ monowarstwy. W heksagonalnym ukadzie wspórzednych (kat miedzy osiami X i Y wynosi 120 stopni), wektory przesuniecia paszczyzn wynosza:

• A: $\left(\vphantom{ 0,0}\right.$0, 0$\left.\vphantom{ 0,0}\right)$
• B: $\left(\vphantom{ \frac{2}{3}a,\frac{1}{3}a}\right.$${\frac{{2}}{{3}}}$a,${\frac{{1}}{{3}}}$a$\left.\vphantom{ \frac{2}{3}a,\frac{1}{3}a}\right)$
• C: $\left(\vphantom{ \frac{1}{3}a,\frac{2}{3}a}\right.$${\frac{{1}}{{3}}}$a,${\frac{{2}}{{3}}}$a$\left.\vphantom{ \frac{1}{3}a,\frac{2}{3}a}\right)$,

gdzie a jest parametrem sieci.

W strukturze najgestszego upakowania kolejne warstwy atomów lub czasteczek, ukadane kolejno na sobie, tworza SEKWENCJE POLITYPOWA (stacking sequence), rys. 1.6a. Najprostsza forma opisu sekwencji warstw jest podanie ciagu liter A,B lub C odpowiadajacych pozycjom kolejnych warstw. Notacja ta, nazywana NOTACJA ABC, jest najogólniejsza i jednoznacznie opisuje kazda sekwencje warstw, waczajac ukady cakowicie nieuporzadkowane.

NOTACJA JAGODZINSKIEGO (NOTACJA HC) [27,28,29] dzieli wszystkie warstwy na dwa rodzaje: heksagonalne (h) i kubiczne (c). Warstwa y jest heksagonalna jesli obie sasiadujace z nia warstwy sa w jednakowych pozycjach: AyA, ByB lub CyC. Warstwa y jest kubiczna jesli obie sasiadujace z nia warstwy sa w róznych pozycjach: AyC, ByA lub CyA. Notacja hc opisuje sekwencje politypowa jako ciag warstw c i h, np.:

• ABCABCABACBACBA w notacji ABC odpowiada:
• xcccccchccccccx w notacji hc.
• ABABABABCBCBCBC w notacji ABC odpowiada:
• xhhhhhhchhhhhhx w notacji hc.

W notacji hc skrajne warstwy (x) sa nieokreslone z braku jednego z sasiadów. Zaleta notacji Jagodzinskiego jest czytelny zapis obecnosci (lub braku) bedów uozenia. Krysztaowi czysto kubicznemu odpowiada sekwencja ...cccccccccc..., zas kazdy bad uozenia pojawia sie w niej jako wtracenie litery h, np. ...ccccccchcc.... W krysztale heksagonalnym (sekwencja ...hhhhhhhhhh...) bad uozenia to wtracenie warstwy kubicznej, np. ...hhhhhhhchh.... W krysztaach nieuporzadkowanych mówi sie o rozkadach dugosci domen heksagonalnych i kubicznych, które sa reprezentowane w notacji Jagodzinskiego przez najkrótsze sekwencje warstw h i c.

OKRES POLITYPOWY jest to najmniejsza liczba warstw potrzebna do zbudowania politypu (poprzez ich powielanie).